17. Что такое особо тяжелый бетон? с какой целью он применяется? Его преимущества и недостатки по сравнению с обычным бетоном. Примерные составы

Наряду с обычным бетоном в отдельных местах АЭС используются бетоны, обладающие повышенными защитными характеристиками (при небольшой толщине эффективное поглощение γ-квантов или изменение спектра нейтронного излучения). Использование таких бетонов позволяет уменьшить толщину защиты, что бывает необходимо, особенно в зоне расположения реакторной установки, сократить длину коммуникаций, проходок, а также более компактно расположить оборудование.

Особо тяжелый бетон служит основным материалом для защитных экранов для ослабления потока радиации до допустимого значения, т.к. ослабляет потоки нейтронов и фотонов. Переходят на особо тяжелый бетон если есть ограничения и увеличивают защиту. Чем тяжелее материал, тем меньше защита, тяжелый заполнитель- железная руда (дешевле).

Особотяжелые бетоны (плотность > 2,5 т/м³). Такая плотность достигается путем использования железосодержащих заполнителей высокой плотности (окатыши, окалина (в качестве мелкого заполнителя), чугунная дробь)

Защита от гамма- излучения – особо тяжелый бетон. Т.о. особо тяжелый бетон применяется для конструкций радиационной защиты. По объемной массе особо тяжелый бетон имеет плотность более 2,5 т/м, в то время как обычный тяжелый бетон имеет плотность от 1,8 до 2,5 т/м. В качестве основного вяжущего для защитных бетонов применяется портландцемент, марка которого выбирается из условия обеспечения заданной прочности бетона. Применяемые в особо тяжелых бетонах добавки и вода должны отвечать требованиям, предъявляемым к ним соответствующими нормами и правилами.

В качестве материалов для обычных тяжелых бетонов и особо тяжелых бетонов радиационной защиты служат:

Особо тяжелый бетон	Обычный тяж бетон
Вяжущее- глиноземистый цемент, высокоглиноземистый цемент; Заполнитель- хромитовый; Максим. Т бетона-1500град.	Вяжущее- портландцемент, шлакопортландцемент; Заполнитель- гранит, доломит, известняк, андезит Максим. Т бетона-350 град.

Т.е. таблица показывает, что при использовании руд с содержанием хрома возможно получение особо тяжелых бетонов плотностью более 3 т\м, которые могут применяться при Т до 1500 град.

Составы бетонов в значительной степени изменяются в зависимости от качественных характеристик материалов, использованных для приготовления бетонов.

Расход материалов на 1м бетонной смеси, кг			Плотность свежеуложенного бетона, м3	Макс класс бетона по прочности на сжатие	Мин класс бетона
Вяжущее- портландцемент	Мелкий заполнитель	Крупный заполнитель
350	Природный песок, 700	Известняк, 700	2,2	В30	В20
350	Габбро- диабаз, 1000	Габбро- диабаз, 1000	2,55	В30	В15

Наименование заполнителей	Плотность, г/см3	Объемная масса, г/см3	Крупность, мм	Содержание железа, вес. %
Железорудные окатыши	4-4,2	1,9-2,2	5-20	60-68
Железорудный концентрат	4-4,2	1,9-2,4	0,01-1	60-68
Окалина МОЗ	4,8-5,2	2,2-3,0	0,14-5 (0,14-1,0)	80-90
Чугунная дробь	7,2-7,3	4,0-4,2	0,1-0,8	90-95

На практике особо тяжелые бетоны используются не часто, большее применение нашли обычные тяжелые бетоны. Главные недостатки тяжелого бетона- большая объемная масса и высокая теплопроводность.

Недостатки:

1) Необходимость в доставке на стройплощадку и хранении дополнительного материала (окатышей, окалины)

2) Потребность в заводе металлических конструкций на небольшом расстоянии

3) Увеличение стоимости бетона

4) Проблемы с подачей, уплотнением и транспортировкой бетонной смеси (опасность расслаивания; выпадения металла вниз)

5) Ухудшается удобоукладываемость смеси.

6) Уменьшается объем замеса бетона.

7) Трудно выгружать из автобетоносмесителя.

8) Свободное сбрасывание смеси допускается с высоты до 2 м, а при бетонировании перекрытий – не более 1 м.

Из-за применения чугунной дроби: при транспортировке, укладке, вибрировании возникает опасность расслоения бетонной смеси и выпадении дроби в осадок. Так же такие бетоны необходимо более тщательно перемешивать, следовательно, больший расход энергии.

Резко понижаются реологические (текучие) характеристики смеси, уменьшается объем замеса бетона, трудно выгружать из автобетоносмесителя, расслоение в результате перевибрирования.

18. По каким технико-экономическим показателям можно сравнить варианты архитектурно-конструктивных решений производственного здания или комплекса зданий и сооружений (например тепловой и атомной электростанции)

Экономичность объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных, как и гражданских зданий, устанавливают по показателю экономической эффективности капитальных вложений, которым служат приведенные затраты П. Полученное значение приведенных затрат П сравнивают с П_эт т.е. с эталонным значением приведенных затрат, полученным на основании решений, признанных относительно лучшими. Тогда экономический эффект Э предлагаемого решения составит:

Э = П_эт - П

Чтобы решения здания получилось экономичным, необходимо стремиться к возможному снижению единовременных затрат на строительство и годовых затрат на содержание здания.

Наиболее общим, комплексным технико-экономическим показателем, учитывающим как технологическую, так и строительную часть проекта, является кол-во выпускаемой продукции с 1 м² производственной площади здания. Чем больше этот показатель, тем эффективнее использована площадь и тем производительнее применено технологическое оборудование.

Для технико-экономической оценки, характеризующей объемно-планировочное решение промздания,расчетными единицами являются: 1 м² площади застройки, 1 м² полезной площади и 1 м² объема.

Площадь застройки определяют по внешнему периметру здания на уровне цоколя по внешнему обводу стен. Площадь застройки состоит из полезной и конструктивной. Полезная площадь состоит из рабочей, подсобной и складской. Разделение полезной площади здания проводят после завершения технологической части проекта. Поэтому показатели на 1 м² рабочей площади по стоимости, трудоемкости, расходу основных материалов дают комплексную оценку экономичности как технологической, так и строительной части проекта.

Строительный объем здания определяют умножением площади застройки на высоту от уровня первого этажа до верха чердачного перекрытия или до верхней отметки кровли при безчердачных покрытиях. В объем здания включают объем фонарей и подвалов. Объемы построек в виде навесов, конвеерных галерей и других пристроек не включают.

Строительный объем здания имеет большое значение для оценки экономичности расходов, связанных с эксплуатацией здания. Оценку экономичности объемно-планировочного и конструктивного решения здания сопоставляют с лучшими существующими решениями выполняют по следующим ТЭП:

• по затрате денежных средств определяют сметную стоимость стр-ва, отнесенную к 1 м² и 1 м³ проектируемого промздания. В сметную стоимость строительства включают только строительно-монтажные работы, т.е. без стоимости технолоргического оборудования и внешнего благоустройства. При этом в объем здания не включают объем подвала. При утверждении стоимости строительства эти показатели являются основными.

• По застройке территории предприятия вцелом-плотность застройки Пз определяют путем деления общей площади застройки на площадь территории предприятия. Плотность застройки-наиболее существенный показатель экономичности решения генерального плана предприятия. Малый процент застройки приводит к удлинению коммуникаций и дорог, излишним затратам по планировке и благоустройству территории и повышению эксплуатационных расходов.

• Качество объемно-планировочного решения определяется значениями коэффициентов К1, К2, К3, которые дают возможность в процессе проектирования сопоставить различные варианты решения между собой и с эталонными проектами и нормативными данными.

• По расходу основных строительных материалов (стали,цемента и др.) определяют путем установления удельных расходов материалов на 1 м² здания или на единицу полезной площади

• Вес здания. Показатели по расходу материалов, трудоемкости и весу зависят от принятых конструктивных решений, поэтому при анализе проекта их рассматривают, как правило, совокупно.

• по показателям, характеризующим степень унификации сборных элементов выявляют, насколько принятоеконструктивное решение отвечает требованиям индустриализации строительства. Здесь рассматривают коэффициент технологичности или унификации.

После того как указанные выше показатели проектного решения получили значения, удовлетворяющие поставленным требованиям, определяют окончательную сметную стоимость здания. Иногда бывает целесообразно пойти на несколько большие единовременные затраты и получить долговечную конструкцию, чем впоследствии затрачивать большие средства на частые ремонтные работы.

Кроме оценки проекта по приведенным затратам целесообразно проводить оценку экономичности отдельных факторов или элементов проекта здания. Такая оценка помогает правильно выбрать некоторые параметры здания, например сетку колонн, пролет.

В качестве решающего показателя для оценки эффективности применения тех или иных вариантов конструктивных решений принимают приведенные затраты. Остальные показатели позволяют выявить факторы, которые влияют на сравнительную эффективность вариантов и намечают пути совершенствования конструкции.